Die vorliegende Erfindung betrifft einen Empfänger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Empfangen eines Signals auf einer Empfängerseite eines Übertragungssystems, wobei das Signal eine Vielzahl von Datensymbolen mit einem Präfix oder Vorsatzcode umfaßt, um eine gegenseitige Beeinflussung von aufeinanderfolgend übertragenen Datensymbolen zu verhindern, die durch Einschwingvorgänge des Übertragungspfades oder Transienten, die durch den Übertragungspfad gefiltert werden, bewirkt werden.The present invention relates to a receiver according to the preamble of claim 1 and a method of receiving a signal on a receiver side of a transmission system, the signal comprising a plurality of data symbols with a prefix or prefix code to prevent interference of successively transmitted data symbols. caused by transients of the transmission path or transients filtered by the transmission path.
Technologischer HintergrundTechnological background
ADSL (Asymmetrical High Speed Digital Subscriber Line) und VDSL(Very High Speed Digital Subscriber Line)-Systeme, die üblicherweise als xDSL-Systeme bezeichnet werden, verwenden eine gewöhnliche Telefonleitung, um digitale Daten mit einer hohen Geschwindigkeit zu übertragen. Dies wird mittels einer Überlagerung auf den analogen POTS-Service (Plain Old Telephone Service) ausgeführt. Mit Hilfe der xDSL-Technik können Telefongesellschaften die meisten der verlegten Leitungen verwenden, um neue Dienste oder Services einzuführen. Das xDSL-System verwendet ein höheres Frequenzband als der gewöhnliche Telefonservice oder ein ISDN-Service (Integrated Services Digital Network).Asymmetrical High Speed Digital Subscriber Line (ADSL) systems and Very High Speed Digital Subscriber Line (VDSL) systems, commonly referred to as xDSL systems, use a common telephone line to carry high-speed digital data. This is done by overlaying on the Plain Old Telephone Service (POTS) service. Using xDSL technology, phone companies can use most of the routed lines to introduce new services or services. The xDSL system uses a higher frequency band than ordinary telephone service or Integrated Services Digital Network (ISDN) service.
Der Grundaufbau eines xDSL-Systems ist in 9 gezeigt. Die Bezugsziffer 1 in 9 bezeichnet eine Telefonvermittlung bzw. eine Fernsprechvermittlung, die über einen ersten LP(Tiefpaß)-Filter 2 mit einem Übertragungspfad 3 verbunden ist. Auf seiten der Telefonvermittlung ist ein erstes xDSL-Modem 4 über einen ersten HP(Hochpaß)-Filter 5 mit dem Übertragungspfad 3 verbunden. Der erste LP-Filter 2 und der erste HP-Filter 5 bilden einen ersten Splitterfilter oder Verteilerfilter 6, der verwendet wird, um den Telefon- oder ISDN-Service von einem Signal zu trennen, das von dem xDSL-System über den Übertragungspfad 3 übertragen wird. Der Übertragungspfad 3 kann beispielsweise eine verdrillte doppelte Teilnehmerleitung sein.The basic structure of an xDSL system is in 9 shown. The reference number 1 in 9 denotes a telephone exchange which is connected via a first LP (low pass) filter 2 with a transmission path 3 connected is. On the part of the telephone exchange is a first xDSL modem 4 via a first HP (high pass) filter 5 with the transmission path 3 connected. The first LP filter 2 and the first HP filter 5 form a first splitter filter or distributor filter 6 which is used to separate the telephone or ISDN service from a signal coming from the xDSL system over the transmission path 3 is transmitted. The transmission path 3 may for example be a twisted double subscriber line.
Auf seiten des Teilnehmers ist ein Teilnehmeranschluß 7, wie beispielsweise ein Telefon, vorgesehen, das über einen zweiten LP-Filter 8 mit dem Übertragungspfad 3 verbunden ist. Ein zweites xDSL-Modem 9 ist über einen zweiten HP-Filter 10 mit dem Übertragungspfad 3 verbunden. Der zweite LP-Filter 8 und der zweite HP-Filter 10 bilden einen zweiten Splitterfilter 11, der verwendet wird, um den Telefon- oder ISDN-Service von dem Signal zu trennen, das von dem xDSL-System übertragen wird.On the part of the subscriber is a subscriber line 7 , such as a telephone, provided via a second LP filter 8th with the transmission path 3 connected is. A second xDSL modem 9 is via a second HP filter 10 with the transmission path 3 connected. The second LP filter 8th and the second HP filter 10 form a second splitter filter 11 which is used to separate the telephone or ISDN service from the signal transmitted by the xDSL system.
Die Frequenzbänder, die für den Telefon- oder ISDN-Service und für ein VDSL-System verwendet werden, sind in 10 gezeichnet. Das Bezugszeichen A bezeichnet das Frequenzband, das für die Sprachübertragung von dem Telefonservice oder von dem ISDN-Service verwendet wird. Bei dem Telefonservice reicht das Frequenzband A von 0 Hz bis 3 kHz und bei einem ISDN-Service von 0 Hz bis 160 kHz. Das Frequenzband, das von dem VDSL-System verwendet wird, ist mit dem Bezugszeichen B bezeichnet. Wie in der 9 gezeigt ist, reicht dieses Frequenzband von 300 kHz bis 10 MHz.The frequency bands used for the telephone or ISDN service and for a VDSL system are in 10 drawn. Reference A denotes the frequency band used for voice transmission from the telephone service or the ISDN service. In the telephone service, the frequency band A ranges from 0 Hz to 3 kHz and with an ISDN service from 0 Hz to 160 kHz. The frequency band used by the VDSL system is designated by reference letter B. Like in the 9 is shown, this frequency band ranges from 300 kHz to 10 MHz.
Es ist erforderlich, daß die Eigenschaften des ersten und des zweiten Splitterfilters 6 und 7 dergestalt sind, daß die entsprechenden LP-Filter 2 oder 8 den Telefon- oder ISDN-Service hindurchlassen, das Frequenzband B jedoch, das von dem xDSL-System verwendet wird, unterdrückt bzw. herausgefiltert wird. Ferner ist es erforderlich, daß die Eigenschaften des entsprechenden HP-Filters 5 oder 10 dergestalt sind, daß das Frequenzband B, das für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung von den xDSL-Systemen verwendet wird, durchgelassen wird, jedoch das Frequenzband A unterdrückt wird, d. h. nicht durchgelassen wird.It is necessary that the characteristics of the first and second splitter filters 6 and 7 are such that the corresponding LP filter 2 or 8th pass the telephone or ISDN service, but the frequency band B used by the xDSL system is suppressed. Furthermore, it is necessary that the properties of the corresponding HP filter 5 or 10 such that the frequency band B used for the high-speed data transmission from the xDSL systems is transmitted but the frequency band A is suppressed, ie not transmitted.
Ein Modulationsschema, das für ADSL standardisiert ist (das in dem ANSI-Standard für ADSL definiert ist, mit dem Titel ”Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface Specification”, das von dem American National Standards Institute Inc. (ANSI) herausgegeben worden ist)) und das sich für VDSL empfiehlt, wird DMT(Discrete Multi Tone)-Modulation genannt. In DMT-Systemen werden Datensymbole auf eine Vielzahl von Trägern moduliert (vorzugsweise einem Satz von 256 Trägern mit equidistanten Frequenzen). Die Modulation ist eine QAM (Quadrature Amplitude Modulation), die für die Vielzahl von Trägern gleichzeitig ausgeführt wird, die dann zusammengefügt werden. Die Demodulation kann mittels einer FFT (Fast Fourier Transformation) ausgeführt werden. Die Modulation kann als eine IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation) ausgeführt werden. Die Ausgabe von einer IFFT-Berechnung wird als ein DMT-Symbol bezeichnet. Eine detaillierte Beschreibung des Prinzips der DMT-Modulation ist in J. A. C. Bingham, ”Multicarrier modulation for data transmission: an idea whose time has come, IEEE, Communications Magazine, Mai 1990, auf den Seiten 5–14 angegeben.A modulation scheme standardized for ADSL (defined in the ANSI standard for ADSL entitled "Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface Specification" issued by the American National Standards Institute Inc. (ANSI) ) and recommended for VDSL is called DMT (Discrete Multi Tone) modulation. In DMT systems, data symbols are modulated onto a plurality of carriers (preferably a set of 256 carriers with equidistant frequencies). The modulation is a Quadrature Amplitude Modulation (QAM), which is performed simultaneously for the plurality of carriers, which are then joined together. The demodulation can be carried out by means of an FFT (Fast Fourier Transformation). The modulation can be carried out as an IFFT (Inverse Fast Fourier Transformation). The output from an IFFT calculation is referred to as a DMT symbol. A detailed description of the principle of DMT modulation is given on pages 5-14 in J.A.C. Bingham, "Multicarrier modulation for data transmission: on an idea whose time is come, IEEE, Communications Magazine, May, 1990.
Ein häufig auftretendes Problem in solchen DMT-Systemen betreffend die HP-Filter, die in solchen xDSL-Systemen verwendet werden, ist, daß es erforderlich ist, daß die HP-Filter 5 und 10, die in dem xDSL-Signalpfad verwendet werden, eine höhere Ordnung aufweisen, um eine klare Trennung von dem Telefon- oder ISDN-Service oder -Dienst sicherzustellen. Diese Filter haben eine lange Impulsantwort, die bewirken kann, daß sich aufeinanderfolgend übertragene DMT-Symbole gegenseitig stören oder beeinflussen. Ein DMT-Symbol, das in den HP-Filter eingegeben wird, bewirkt Einschwingvorgänge oder Transienten in dem Filter. Wenn diese Einschwingvorgänge oder Transienten nicht abgeklungen sind, bevor das nächste DMT-Symbol eingegeben wird, erzeugen diese Einschwingvorgänge oder Transienten Verzerrungen oder Störungen in dem nächsten Symbol, so daß ein DMT-Symbol das folgende DMT-Symbol stört oder beeinflußt. Diese zwischen den Symbolen auftretende Störung wird als Zwischensymbolstörung bezeichnet (auch Zwischensymbolinterferenz oder intersymbol interference).A common problem in such DMT systems regarding the HP filters used in such xDSL systems is that it requires the HP filters 5 and 10 which are used in the xDSL signal path, have a higher order to ensure clear separation from the telephone or ISDN service or service. These filters have a long impulse response that can cause successively transmitted DMT symbols to interfere with each other or influence. A DMT symbol input to the HP filter causes transients or transients in the filter. If these transients or transients have not subsided before the next DMT symbol is input, these transients or transients create distortions or glitches in the next symbol so that a DMT symbol disturbs or affects the following DMT symbol. This perturbation occurring between symbols is referred to as intersymbol interference (also intersymbol interference or intersymbol interference).
EP 0 802 649 A1 schlägt eine Lösung vor, um eine Zwischensymbolinterferenz, die durch Einschwingvorgänge oder Transienten, die in dem Übertragungspfad gefiltert werden, verursacht werden, zu kompensieren. Eine Präfix- und/oder eine Suffix- und/oder eine Symbolverlängerung wird vor jedem DMT-Symbol eingeführt, bevor das DMT-Symbol über den Übertragungspfad übertragen wird. Um eine Zwischensymbol-Störung zu verhindern, ist es erforderlich, daß die Länge dieser Präfix- und/oder Suffix- und/oder Symbolverlängerung zumindest gleich der Länge der entzerrten Kanalimpulsantwort des entsprechenden Übertragungspfades ist. EP 0 802 649 A1 suggests a solution to compensate for intersymbol interference caused by transients or transients being filtered in the transmission path. A prefix and / or a suffix and / or a symbol extension is introduced before each DMT symbol before the DMT symbol is transmitted over the transmission path. To prevent intersymbol interference, it is necessary that the length of this prefix and / or suffix and / or symbol extension be at least equal to the length of the equalized channel impulse response of the corresponding transmission path.
EP 0 725 509 A1 schlägt die Verwendung eines Präfixes vor, das eine Länge von p-Bits (wobei p eine ganze Zahl ist) aufweist, deren Werte gleich den Werten von p-Bits an dem Ende des entsprechenden Datensymbols sind. EP 0 725 509 A1 suggests the use of a prefix that has a length of p-bits (where p is an integer) whose values are equal to the values of p-bits at the end of the corresponding data symbol.
11a zeigt ein DMT-Symbol mit einem Präfix, das vor dem DMT-Symbol angeordnet ist. Das Präfix ist eine Kopie des Endes des DMT-Symbols. 11a shows a DMT symbol with a prefix placed before the DMT symbol. The prefix is a copy of the end of the DMT symbol.
11b zeigt zwei aufeinanderfolgend gesendete DMT-Symbole 20 und 22, die jeweils ein Präfix 21 und 23 aufweisen. Vor jedem dieser Präfixe 21 und 23 sind Einschwingvorgänge gezeigt oder Transienten, die in den Übertragungspfaden gefiltert werden. Die Ursache dieser Einschwingvorgänge oder Transienten wird im folgenden detaillierter mit Verweis auf 12 beschrieben. 11b shows two consecutively sent DMT symbols 20 and 22 , each with a prefix 21 and 23 exhibit. Before each of these prefixes 21 and 23 transients are shown or transients filtered in the transmission paths. The cause of these transients or transients will be detailed below with reference to 12 described.
12 zeigt zwei der Vielzahl von Trägern in einem DMT-Signal. Die zwei Träger 30 und 31 haben unterschiedliche Frequenzen. Der erste Träger 30 hat eine erste Frequenz f1 und der zweite Träger 31 hat eine zweite Frequenz f2. Die Bezugsziffer 24 bezeichnet ein erstes DMT-Symbol auf dem ersten Träger 30 mit einem Präfix 25, das von einem zweiten DMT-Symbol 26 mit einem Präfix 27 gefolgt wird. 12 shows two of the plurality of carriers in a DMT signal. The two carriers 30 and 31 have different frequencies. The first carrier 30 has a first frequency f 1 and the second carrier 31 has a second frequency f 2 . The reference number 24 denotes a first DMT symbol on the first carrier 30 with a prefix 25 that of a second DMT symbol 26 with a prefix 27 followed.
Die Bezugsziffer 27 bezeichnet ein drittes DMT-Symbol auf dem zweiten Träger 31 mit einem Präfix 28, auf das ein viertes DMT-Symbol 29 mit einem Präfix 30 folgt. Der 12 ist zu entnehmen, daß alle Träger von dem Beginn des angegebenen Präfix zu dem Ende des entsprechenden DMT-Symbols kontinuierlich sein werden, wenn das Ende des entsprechenden DMT-Symbols als das entsprechende Präfix ausgewählt wird.The reference number 27 denotes a third DMT symbol on the second carrier 31 with a prefix 28 on which a fourth DMT symbol 29 with a prefix 30 follows. Of the 12 It will be understood that all carriers will be continuous from the beginning of the specified prefix to the end of the corresponding DMT symbol when the end of the corresponding DMT symbol is selected as the corresponding prefix.
Darüber hinaus ist in 12 angegeben, daß die Transienten von Diskantinuitäten oder Unstetigkeiten in den Trägern 30 und 31 bewirkt werden. 12 zeigt Transienten oder Einschwingvorgänge, die zwischen dem Ende des DMT-Symbols 24 und 27 und dem Anfang des entsprechenden Präfixes 27 und 30 des folgenden DMT-Symbols 26 und 29 verursacht werden. Indem die Längen der entsprechenden Präfixe vor den DMT-Symbolen 26 und 29 in Übereinstimmung mit der Impulsantwort des Übertragungspfads ausgewählt werden, ist es möglich, eine Zwischensymbolstörung zu verhindern, da die Einschwingvorgänge oder Transienten, die von solchen Diskontinuitäten verursacht, abgeklungen sind, bevor die DMT-Symbole 26 und 29, die die entsprechenden Daten umfassen, beginnen.In addition, in 12 indicated that the transients of discrepancies or discontinuities in the carriers 30 and 31 be effected. 12 shows transients or transients occurring between the end of the DMT symbol 24 and 27 and the beginning of the corresponding prefix 27 and 30 the following DMT symbol 26 and 29 caused. By giving the lengths of the corresponding prefixes before the DMT symbols 26 and 29 are selected in accordance with the impulse response of the transmission path, it is possible to prevent inter-symbol interference, since the transients or transients caused by such discontinuities have subsided before the DMT symbols 26 and 29 , which include the corresponding data, begin.
Mit einem Anstieg der Übertragungsrate werden die Erfordernisse an den HP-Filter auf der Empfängerseite immer größer, wodurch die HP-Filter insbesondere auf der Empfängerseite immer längere Impulsantworten aufweisen. Somit ist es erforderlich, um eine Zwischensymbolstörung zu verhindern, die Längen der Präfixe zu vergrößern.With an increase in the transmission rate, the requirements for the HP filter on the receiver side become ever larger, as a result of which the HP filters always have longer impulse responses, in particular on the receiver side. Thus, to prevent intersymbol interference, it is necessary to increase the lengths of the prefixes.
Eine Verlängerung der Präfixe bewirkt jedoch eine Verringerung der Datenübertragungskapazität des Übertragungspfades, da die Übertragungszeit, die zur Übertragung der Präfixe erforderlich ist, ansteigt. Somit vergrößert sich die Übertragungszeit, die zur Datenübertragung benötigt wird, und es werden bei der Übertragung mehr Ressourcen des Übertragungspfades belegt. Dementsprechend gibt es bei der Gestaltung von xDSL-Systemen, die die DMT-Symbole übertragen, ein Problem dergestalt, daß die Übertragungsrate begrenzt ist, und ein Kompromiß zwischen der Übertragungsrate und den Anforderungen an den HP-Filter auf der Empfängerseite und der Länge der Präfixe vor den DMT-Signalen zu finden ist.However, extension of the prefixes causes a reduction in the data transmission capacity of the transmission path as the transmission time required to transmit the prefix increases. Thus, the transmission time required for data transmission increases and more resources of the transmission path are occupied in the transmission. Accordingly, in the design of xDSL systems that transmit the DMT symbols, there is a problem that the transmission rate is limited and a trade-off between the transmission rate and the requirements of the HP filter on the receiver side and the length of the prefixes before the DMT signals can be found.
13 zeigt die Impulsantwort eines VDSL-Signalpfades, der HP-Filter umfaßt. In dem Übertragungspfad, der in 13 gezeigt ist, dauert es nahezu 450 Samples oder Abtastungen, bis die Impulsantwort komplett ausgeklungen ist. Ein Kompromiß wäre in diesem Fall, daß das Präfix eine Länge von 32 bis 128 Samples oder Abtastungen aufweist. 13 shows the impulse response of a VDSL signal path comprising HP filters. In the transmission path that is in 13 is shown, it takes nearly 450 samples or samples until the impulse response has completely faded out. A compromise in this case would be that the prefix has a length of 32 to 128 samples or samples.
Die WO 97/30531 A1 offenbart einen Sender, der in der Lage ist, einen Guard Space oder Platzhalter in die zu übertragenden Datenbursts einzufügen, und der in der Lage ist, die Dauer, d. h. die Länge des Platzhalters anzupassen. Dieser Platzhalter wird nur auf der Senderseite eingefügt, jedoch nicht auf der Empfängerseite.The WO 97/30531 A1 discloses a transmitter capable of inserting a guard space or wildcard into the data bursts to be transmitted and capable of adjusting the duration, ie, the length of the wildcard. This placeholder will only inserted on the transmitter side, but not on the receiver side.
Die EP 0 719 004 A2 offenbart einen Empfänger, der einen Speicher umfaßt, der die Empfangsträgermodulationssignalgruppe, die von einem Fourierwandler 25 ausgegeben wird, für ein Symbol speichert. Wenn der Sender 1 die Daten D'm überträgt, speichert der Speicher 26 die Daten ZD'm als korrespondierende Daten. Die Daten ZD'm werden erhalten, indem eine Zeitverzögerung Z, die durch den Mehrfachpfad oder den Übertragungspfad bewirkt wird, zu den Daten D'm wie folgt hinzugefügt wird: ZD'm = D'm × expj2πfcΔt.The EP 0 719 004 A2 discloses a receiver that includes a memory that stores the receive carrier modulation signal group received from a Fourier converter 25 is spent for a symbol stores. If the transmitter 1 the data transmits D'm stores the memory 26 the data ZD'm as corresponding data. The data ZD'm is obtained by adding a time delay Z caused by the multipath or the transmission path to the data D'm as follows: ZD'm = D'm × expj2πfcΔt.
Ferner ist eine Symbolsynchronisierung und eine Abtastfrequenzeinstellung in einem OFDM-Empfänger bekannt aus EP 0 829 988 A2 , dem gemäß der Empfänger die Pulsantwort auf einen Funkkanal bestimmt und einen Anfangspunkt, einen Endpunkt und ein Maximum, sowie seinen Wert bestimmt. Der Unterschied zwischen dem Endpunkt und dem Anfangspunkt ergibt die Länge der Pulsantwort. In dem Empfänger wird eine dem Schutzintervall entsprechende Schutzintervallzeit gesetzt, die die OFDM-Symbole ersetzt, derart, dass sie die höchstsignifikanten Komponenten der Pulsantwort umfasst.Furthermore, symbol synchronization and sampling frequency adjustment in an OFDM receiver is known EP 0 829 988 A2 according to which the receiver determines the pulse response to a radio channel and determines a starting point, an end point and a maximum, and its value. The difference between the end point and the starting point gives the length of the pulse response. In the receiver, a guard interval time corresponding to the guard interval is set which replaces the OFDM symbols such that it comprises the most significant components of the pulse response.
Ferner ist aus der DE 43 19 217 C2 ein Verfahren zum Senden und/oder Empfangen hoher digitaler Datenmengen in paralleler Form und zur Durchführung des Verfahrens geeignete Sender und Empfänger bekannt. Für die Begrenzung der Bandbreite des auszusendenden Spektrums werden dabei digitale Formfilter verwendet.Furthermore, from the DE 43 19 217 C2 a method for transmitting and / or receiving high volumes of digital data in parallel form and suitable for carrying out the method suitable transmitter and receiver known. To limit the bandwidth of the spectrum to be transmitted digital form filters are used.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Empfänger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben und ein Verfahren zum Empfangen eines Signals auf einer Empfängerseite eines Übertragungssystems, die eine Reduzierung einer Zwischensymbolstörung von Datensymbolen ermöglichen, die aufeinanderfolgend über einen Übertragungspfad empfangen werden, ohne daß die Übertragungskapazität des Übertragungspfades verringert wird.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a receiver according to the preamble of claim 1 and a method of receiving a signal on a receiver side of a transmission system enabling a reduction of intersymbol interference of data symbols received successively over a transmission path without the transmission capacity of the transmission path is reduced.
Diese Aufgabe wird durch einen Empfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.This object is achieved by a receiver having the features of claim 1 and a method having the features of claim 8.
In der vorliegenden Erfindung wird auf der Empfängerseite das erste Präfix, das vor jedem der Datensymbole übertragen wird, durch ein zweites längeres Präfix ersetzt, das lokal auf der Empfängerseite des Übertragungssystems erzeugt wird. Dieses lokal erzeugte zweite Präfix erlaubt es, daß die Transienten, die durch den Filter auf der Empfängerseite bewirkt werden, genügend Zeit haben, abzuklingen, bevor das Datensymbol, das in dem Signal enthalten ist, das über den Übertragungspfad gesendet worden ist, in den Filter eingegeben wird.In the present invention, at the receiver side, the first prefix transmitted before each of the data symbols is replaced by a second longer prefix generated locally at the receiver side of the transmission system. This locally generated second prefix allows the transients effected by the filter on the receiver side to have sufficient time to decay before the data symbol contained in the signal transmitted over the transmission path enters the filter is entered.
Dies ermöglicht, daß eine Impulsantwort eines Filters mit einer hohen Ordnung auf der Empfängerseite des Übertragungssystems lokal kompensiert wird, ohne daß die Übertragungsrate über den Übertragungspfad verringert oder beeinflußt wird.This allows an impulse response of a high order filter on the receiver side of the transmission system to be locally compensated without reducing or affecting the transmission rate over the transmission path.
Die Bedeutung von ”ersetzen” im Kontext der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine komplette Ersetzung des ersten Präfixes durch das zweite Präfix beschränkt. Das heißt, der Ausdruck ”ersetzen”, wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, umfaßt das nur teilweise Ersetzen des ersten Präfixes durch das zweite Präfix, und nicht nur das komplette Ersetzen des ersten Präfixes durch das zweite Präfix. In anderen Worten ist es beispielsweise möglich, nur die ersten oder letzten zehn Samples des ersten Präfixes durch das zweite Präfix zu ersetzen, oder eine geeignete Anzahl von Samples in der Mitte des ersten Präfixes zu ersetzen.The meaning of "replace" in the context of the present invention is not limited to a complete replacement of the first prefix with the second prefix. That is, the term "replace" as used in the present application includes only partially replacing the first prefix with the second prefix, rather than just completely replacing the first prefix with the second prefix. In other words, for example, it is possible to replace only the first or last ten samples of the first prefix with the second prefix, or replace an appropriate number of samples in the middle of the first prefix.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das zweite lokal erzeugte Präfix aus einem Teil des Datensymbols, vor dem das zweite Präfix verwendet wird, um das erste Präfix zu ersetzen, gebildet.In an advantageous embodiment of the present invention, the second locally generated prefix is formed from a part of the data symbol in front of which the second prefix is used to replace the first prefix.
Damit wird sichergestellt, daß die Träger von dem Anfang des zweiten Präfixes bis zu dem Ende des entsprechenden Datensymbols kontinuierlich sind.This ensures that the carriers are continuous from the beginning of the second prefix to the end of the corresponding data symbol.
Weitere Verbesserungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further improvements and embodiments of the present invention will become apparent from the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben.The present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Empfängers für ein Hochgeschwindigkeits-Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 shows a first embodiment of a receiver for a high-speed transmission system according to the present invention;
2 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb des Empfängers von 1 zeigt; 2 is a flowchart illustrating the operation of the receiver of 1 shows;
3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Empfängers für ein Hochgeschwindigkeits-Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; 3 shows a second embodiment of the receiver for a high-speed transmission system according to the present invention;
4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebs des Empfängers von 3; 4 shows a diagram for explaining the operation of the receiver of 3 ;
5a zeigt ein Beispiel eines HP-Filters zweiter Ordnung mit einem FIR-Filter und einem IIR-Filter; 5a shows an example of a second-order HP filter with an FIR filter and an IIR filter;
5b–5d zeigen die Frequenzantworten des FIR-Filterabschnitts, des IIR-Filterabschnitts und des ganzen Filters, der in 5a gezeigt ist. 5b - 5d show the frequency responses of the FIR filter section, the IIR filter section and the entire filter included in 5a is shown.
6 zeigt eine dritte Ausführungsform des Empfängers für ein Hochgeschwindigkeits-Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; 6 shows a third embodiment of the receiver for a high-speed transmission system according to the present invention;
7 zeigt eine vierte Ausführungsform des Empfängers für ein Hochgeschwindigkeits-Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; 7 shows a fourth embodiment of the receiver for a high-speed transmission system according to the present invention;
8 zeigt eine Ausführungsform eines xDSL-Modems gemäß der vorliegenden Erfindung; 8th shows an embodiment of an xDSL modem according to the present invention;
9 zeigt den Grundaufbau eines xDSL-Systems; 9 shows the basic structure of an xDSL system;
10 zeigt die Frequenzbänder, die von VDSL-Systemen und Telefon- oder ISDN-Services verwendet werden; 10 shows the frequency bands used by VDSL systems and telephone or ISDN services;
11a und 11b zeigen DMT-Symbole mit Präfixen; 11a and 11b show DMT symbols with prefixes;
12 zeigt zwei Träger eines DMT-Symbols; und 12 shows two carriers of a DMT symbol; and
13 zeigt ein Beispiel einer Gesamtimpulsantwort eines VDSL-Signalpfads mit scharfen HP-Filtern. 13 shows an example of a total impulse response of a VDSL signal path with sharp HP filters.
Im folgenden wird eine erste Ausführungsform eines Empfängers für ein Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf 1 beschrieben. In diesem Hochgeschwindigkeits-Übertragungssystem wird ein Signal von einer Senderseite (nicht dargestellt) über einen Übertragungspfad 30 zu dem Empfänger 31 übertragen. Dieses Signal umfaßt eine Vielzahl von Datensymbolen, die eines nach dem anderen über den Übertragungspfad 30 übertragen werden. Vor jedem der Datensymbole ist ein erstes Präfix. Dieses erste Präfix ist zur Vermeidung einer Störung zwischen den aufeinanderfolgend übertragenen Datensymbolen, die aufgrund von Einschwingvorgängen in dem Übertragungspfad 30 oder Transienten, die durch den Übertragungspfad 30 gefiltert werden, auftreten. Der Übertragungspfad 30 ist auf der Empfängerseite des Übertragungssystems mit einem Empfänger 31 verbunden.Hereinafter, a first embodiment of a receiver for a high speed data transmission system according to the present invention will be referred to with reference to FIG 1 described. In this high-speed transmission system, a signal is transmitted from a transmitter side (not shown) via a transmission path 30 to the recipient 31 transfer. This signal comprises a plurality of data symbols, one after another, over the transmission path 30 be transmitted. Before each of the data symbols is a first prefix. This first prefix is for avoiding interference between the successively transmitted data symbols due to transients in the transmission path 30 or transients passing through the transmission path 30 filtered, occur. The transmission path 30 is on the receiver side of the transmission system with a receiver 31 connected.
Der Empfänger 31 umfaßt einen Puffer zum Puffern des empfangenen Signals. Eine Einrichtung 33 zur Erzeugung eines zweiten Präfixes ist mit dem Puffer 32 verbunden und mit einer Ersetzungseinrichtung 34 zum Ersetzen des ersten Präfixes, das vor jedem der Datensymbole in dem empfangenen Signal gesendet wird. Es ist ein Filter 35 vorgesehen, der mit dem Puffer 32 verbunden ist und dessen Eingang 36 mit einem Decoder (nicht dargestellt) verbunden ist, zum Dekodieren der Datensymbole. Wenn der Empfänger in einem xDSL-System verwendet wird, ist der Filter 35 ein HP(Hochpaß)-Filter und weist in bevorzugter Art und Weise scharfe Kanten auf.The recipient 31 includes a buffer for buffering the received signal. An institution 33 to create a second prefix is with the buffer 32 connected and with a replacement device 34 for replacing the first prefix sent before each of the data symbols in the received signal. It is a filter 35 provided with the buffer 32 is connected and its input 36 connected to a decoder (not shown) for decoding the data symbols. If the receiver is used in an xDSL system, the filter is 35 an HP (high pass) filter, and preferably has sharp edges.
Der Betrieb des Empfängers gemäß der ersten Ausführungsform, der mit Verweis auf 1 beschrieben worden ist, wird nun mit Verweis auf 2 beschrieben.The operation of the receiver according to the first embodiment, with reference to 1 has now been described, with reference to 2 described.
In Schritt 1 des Flußdiagramms von 2 wird das Signal, das von einer Senderseite über den Übertragungspfad 30 zu dem Empfänger 31 gesendet worden ist, empfangen. Das empfangene Signal wird dann in Schritt S2 in dem Puffer 32 gepuffert oder gespeichert. Dann erzeugt in Schritt S3 die Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Präfixes ein zweites Präfix für jedes erste Präfix vor jedem der Vielzahl von Datensymbolen, die in dem empfangenen Signal enthalten sind. Dieses zweite Präfix kann für jedes der ersten Präfixe, die zu ersetzen sind, eine individuelle Länge aufweisen, hat jedoch in bevorzugter Art und Weise eine feste Länge für alle ersten Präfixe, die zu ersetzen sind, die auf der Grundlage der Eigenschaften, wie beispielsweise der Impulsantwort des Filters 35, festgelegt wird. Die Erzeugung des zweiten Präfixes wird in bevorzugter Weise ausgeführt, indem ein Teil des Datensymbols, dessen erstes Präfix zu ersetzen ist, genommen wird, und dieser Teil als das zweite Präfix verwendet wird, um dieses erste Präfix zu ersetzen. Dieser Teil des entsprechenden Datensymbols kann beispielsweise das Ende des entsprechenden Datensymbols sein. Wenn das Datensymbol ein digitales Symbol ist, ist es möglich, eine Anzahl von Samples von dem Ende des digitalen Datensymbols als das zweite Präfix zu verwenden, so daß die Samplewerte des zweiten Präfixes mit einer Länge von n-Samples gleich den Werten von n-Samples an dem Ende des entsprechenden Datensymbols sind.In step 1 of the flowchart of 2 is the signal coming from a transmitter side over the transmission path 30 to the recipient 31 has been sent. The received signal is then in the buffer in step S2 32 buffered or saved. Then, in step S3, the second prefix generating means generates a second prefix for each first prefix before each of the plurality of data symbols included in the received signal. This second prefix may have an individual length for each of the first prefixes to be replaced, but preferably has a fixed length for all first prefixes to be replaced, based on the properties such as the Impulse response of the filter 35 , is determined. The generation of the second prefix is preferably performed by taking a part of the data symbol whose first prefix is to be replaced, and that part is used as the second prefix to replace that first prefix. For example, this part of the corresponding data symbol may be the end of the corresponding data symbol. If the data symbol is a digital symbol, it is possible to use a number of samples from the end of the digital data symbol as the second prefix, so that the sample values of the second prefix with an length of n-samples equal the values of n-samples at the end of the corresponding data symbol.
Die Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Präfixes 33 erzeugt das zweite Präfix mit einer Länge entsprechend einem Parameter, der von einer Impulsantwort des Filters 35 abgeleitet wird. Das zweite Präfix kann beispielsweise mit einer Länge in Übereinstimmung mit einem Parameter erzeugt werden, der die Zeit betrifft, die erforderlich ist, daß die Einschwingvorgänge oder Transienten in dem Filter 35 bis zu einem Pegel abgeklungen sind, der keinen negativen Einfluß auf das folgende Datensymbol hat, so daß eine Beeinflussung von Datensymbolen, die aufeinanderfolgend in dem Signal übertragen werden, die durch Transienten oder Einschwingvorgänge des Filters 35 bewirkt wird, vermieden wird. Diese Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Präfixes 33 kann ebenso die Länge des zweiten Präfixes in Übereinstimmung mit einem Parameter bestimmen, der die Zeit betrifft, die erforderlich ist, daß die Impulsantwort des HP-Filters 35 eine vorbestimmte Dämpfung zeigt, beispielsweise eine Dämpfung von 40 dB und in Übereinstimmung mit der Frequenz, mit der die Datensymbole in den Filter 35 eingegeben werden.The device for generating a second prefix 33 generates the second prefix with a length corresponding to a parameter that is derived from an impulse response of the filter 35 is derived. The second prefix may be generated, for example, with a length in accordance with a parameter relating to the time required for the transients or transients in the filter 35 have decayed to a level which has no negative influence on the following data symbol, so that an influence on data symbols which are transmitted successively in the signal caused by transients or transients of the filter 35 is caused is avoided. This device for generating a second prefix 33 may also determine the length of the second prefix in accordance with a parameter relating to the time required for the Impulse response of the HP filter 35 shows a predetermined attenuation, for example, an attenuation of 40 dB and in accordance with the frequency with which the data symbols in the filter 35 be entered.
Dann wird in Schritt S4 das erste Präfix, das mit dem entsprechenden Datensymbol in dem Signal gesendet worden ist, durch das zweite Präfix, das in dem Schritt S3 erzeugt worden ist, ersetzt. Es ist darauf hinzuweisen, daß es möglich ist, anstatt das erste Präfix durch das zweite Präfix zu ersetzen, die Ersetzungseinrichtung 34 gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform des Empfängers so auszugestalten, daß das zweite Präfix zu dem ersten Präfix hinzufügt oder das zweite Präfix in das erste Präfix eingefügt wird, um somit das erste Präfix zu verlängern. Wenn die Datensymbole und die ersten und zweiten Präfixe digitale Signale sind, können die Samplewerte des zweiten Präfixes verwendet werden, um geeignete Samplewerte des ersten Präfixes zu ersetzen, wie beispielsweise die ersten fünf Samples des ersten Präfixes oder die Samplewerte des zweiten Präfixes können in das erste Präfix an Samplepositionen an dem Anfang, in der Mitte oder an dem Ende des ersten Präfixes eingefügt werden. Somit kann das erste Präfix mittels eines längeren zweiten Präfixes auf der Empfängerseite, d. h. in dem Empfänger des Übertragungssystems, entweder verlängert oder ersetzt werden, ohne daß die Übertragungsrate über den Übertragungspfad verringert wird, obwohl ein Filter 35 auf der Empfängerseite verwendet wird, dessen Impulsantwort nicht mit der Länge des ersten Präfixes kompensiert werden kann.Then, in step S4, the first prefix sent with the corresponding data symbol in the signal is replaced with the second prefix generated in step S3. It should be noted that instead of replacing the first prefix with the second prefix, it is possible for the replacement device 34 according to a variant of the first embodiment of the receiver to design so that the second prefix is added to the first prefix or the second prefix is inserted in the first prefix, so as to extend the first prefix. If the data symbols and the first and second prefixes are digital signals, the sample values of the second prefix may be used to substitute appropriate sample values of the first prefix, such as the first five samples of the first prefix or the sample values of the second prefix into the first Prefix to sample positions at the beginning, in the middle or at the end of the first prefix. Thus, the first prefix may be either extended or replaced by a longer second prefix on the receiver side, ie in the receiver of the transmission system, without reducing the transmission rate over the transmission path, although a filter 35 is used on the receiver side whose impulse response can not be compensated with the length of the first prefix.
Dann wird das gesendete Signal, in dem die ersten Präfixe vor den entsprechenden Datensymbolen durch die zweiten Präfixe ersetzt worden sind, mittels des Filters 35 gefiltert. Das gefilterte Signal kann dann mittels eines Dekodierers (nicht dargestellt) dekodiert werden oder in Übereinstimmung mit dem Modulationsschema, das in dem Übertragungssystem verwendet wird, weiterverarbeitet werden.Then, the transmitted signal in which the first prefixes before the corresponding data symbols have been replaced by the second prefixes is filtered by the filter 35 filtered. The filtered signal may then be decoded by a decoder (not shown) or further processed in accordance with the modulation scheme used in the transmission system.
Wenn der oben beschriebene Empfänger in einem xDSL-System verwendet wird, wie es detailliert in der Einleitung der vorliegenden Anmeldung beschrieben worden ist, wobei diese Beschreibung hiermit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung mit aufgenommen wird, wird das Signal über einen Übertragungspfad, wie beispielsweise eine verdrillte doppelte Teilnehmerleitung, simultan mit anderen Diensten, wie beispielsweise einem Telefonservice oder einem ISDN(Integrated Services Digital Network)-Service, übertragen. In diesem Fall verwendet das obige Signal, das eine Vielzahl von Datensymbolen umfaßt, ein anderes Frequenzband als das, das von dem Telefon- oder ISD-Service verwendet wird. Der Filter 35, der in solch einem System verwendet wird, hat eine Durchlaßcharakteristik dergestalt, daß ein Frequenzband des Signals, das die Datensymbole enthält, durchgelassen wird, jedoch andere Frequenzbänder, die beispielsweise von dem Telefonservice oder dem ISDN-Service verwendet werden, nicht durchgelassen und unterdrückt werden.When the receiver described above is used in an xDSL system, as described in detail in the preamble of the present application, which description is hereby incorporated into the description of the present invention, the signal is transmitted over a transmission path, such as a Twisted dual subscriber line, simultaneously with other services, such as a telephone service or an ISDN (Integrated Services Digital Network) service transmitted. In this case, the above signal comprising a plurality of data symbols uses a different frequency band than that used by the telephone or ISD service. The filter 35 used in such a system has a pass characteristic such that a frequency band of the signal containing the data symbols is transmitted, but other frequency bands used by, for example, the telephone service or the ISDN service are not passed and suppressed ,
Wenn der oben beschriebene Empfänger in einem ADSL- oder VDSL-System verwendet wird, das das DMT-Modulationsschema verwendet, wie es detailliert in der Einleitung der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, entsprechen die Datensymbole den DMT-Symbolen, die ein kombiniertes Set von modulierten Trägern umfassen, worin beispielsweise zwei Datensamples, die von der Senderseite zu der Empfängerseite über das Übertragungssystem zu übertragen sind, mittels einer 4 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) auf einen ersten Träger moduliert sind, acht Samples, beispielsweise mittels einer 256 QAM auf einen zweiten Träger moduliert sind, usw., wie beispielsweise in der oben angegebenen EP 0 802 649 A1 beschrieben worden ist.When the above-described receiver is used in an ADSL or VDSL system using the DMT modulation scheme as described in detail in the preamble of the present invention, the data symbols correspond to the DMT symbols that modulate a combined set of Carriers in which, for example, two data samples to be transmitted from the transmitter side to the receiver side via the transmission system are modulated by QAM (Quadrature Amplitude Modulation) on a first carrier, eight samples, for example by means of a 256 QAM on a second carrier are modulated, etc., such as in the above EP 0 802 649 A1 has been described.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Empfängers für ein Hochgeschwindigkeits-Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt eine erste Schalteinrichtung 40 zum Verbinden eines ersten Puffers 41 oder eines zweiten Puffers 42 mit dem Übertragungspfad 30. Der erste Puffer 41 und der zweite Puffer 42 sind jeweils mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Präfixes 33 und einer Ersetzungseinrichtung 34 zum Ersetzen des ersten Präfixes durch das zweite Präfix verbunden, die wie in der ersten Ausführungsform, die mit Verweis auf 1 beschrieben worden ist, ausgestaltet sind. Der erste Puffer 41 kann mittels einer zweiten Schalteinrichtung 45 über einen ersten HP-Filter 43 (HP 0 in 3) mit einem Decoder (nicht dargestellt) verbunden werden. Der zweite Puffer 42 kann ebenso mittels der zweiten Schalteinrichtung 45 über einen zweiten HP-Filter 44 (HP 1) mit dem Decoder (nicht dargestellt) verbunden werden. 3 shows a second embodiment of the receiver for a high-speed transmission system according to the present invention. The receiver according to the second embodiment of the present invention comprises a first switching device 40 for connecting a first buffer 41 or a second buffer 42 with the transmission path 30 , The first buffer 41 and the second buffer 42 each have means for generating a second prefix 33 and a replacement device 34 for replacing the first prefix with the second prefix, as in the first embodiment, with reference to FIG 1 has been described are configured. The first buffer 41 can by means of a second switching device 45 via a first HP filter 43 (HP 0 in 3 ) are connected to a decoder (not shown). The second buffer 42 can also by means of the second switching device 45 via a second HP filter 44 (HP 1) to be connected to the decoder (not shown).
Der Betrieb der zweiten Ausführungsform des Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun mit Verweis auf 4 beschrieben.The operation of the second embodiment of the receiver according to the present invention will now be described with reference to FIG 4 described.
Die erste Zeile in 4 zeigt das empfangene Signal, das über den Übertragungspfad 30 gesendet worden ist und in den Empfänger eingegeben wird. Das empfangene Signal, das in der ersten Zeile von 4 gezeigt ist, umfaßt drei Datensymbole, nämlich Symbol 0, Symbol 1 und Symbol 2, die jeweils mit den Bezugsziffern 50a, 51a und 52a bezeichnet sind. Vor jedem der Datensymbole 50a, 5la und 52a ist jeweils ein entsprechendes erstes Präfix cp gezeigt, das mit den Bezugsziffern 50b, 51b, 52b bezeichnet ist.The first line in 4 shows the received signal via the transmission path 30 has been sent and entered into the recipient. The received signal in the first line of 4 is shown comprises three data symbols, namely symbol 0, symbol 1 and symbol 2, each with the reference numerals 50a . 51a and 52a are designated. Before each of the data symbols 50a . 5LA and 52a In each case, a corresponding first prefix cp is shown by the reference numerals 50b . 51b . 52b is designated.
Wie schon in der Einleitung der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, werden Transienten und Einschwingvorgänge an dem Anfang von jedem der ersten Präfixe 50b, 51b und 52b in dem Übertragungspfad verursacht. In 4 wird angenommen, daß die ersten Präfixe 50b, 51b und 52b ausreichend lang sind, um sicherzustellen, daß die Transienten bzw. Einschwingvorgänge des Übertragungspfads 30 schon abgeklungen sind, bevor die Symbole 50a, 51a und 52a übertragen werden, und daß in dem Übertragungspfad 30 keine Zwischensymbolstörungen auftreten. As has been described in the preamble of the present invention, transients and transients are at the beginning of each of the first prefixes 50b . 51b and 52b caused in the transmission path. In 4 it is assumed that the first prefixes 50b . 51b and 52b are sufficiently long to ensure that the transients of the transmission path 30 have already subsided before the symbols 50a . 51a and 52a and that in the transmission path 30 no intersymbol interference will occur.
Die Bezugsziffer 53 bezeichnet kleine Amplituden-Zeitdiagramme, die die Impulsantwort des ersten und des zweiten HP-Filters 43 und 44 (HP 0 und HP 1) darstellen, um einen Größenvergleich der Länge der ersten Präfixe 50b, 51b und 52b, die in dem Signal, das über den Übertragungspfad 30 übertragen worden ist, enthalten sind, zu der Impulsantwort des ersten und des zweiten HP-Filters 43 und 44 anzugeben.The reference number 53 refers to small amplitude-time diagrams showing the impulse response of the first and second HP filters 43 and 44 (HP 0 and HP 1) to compare the length of the first prefixes 50b . 51b and 52b that is in the signal that passes through the transmission path 30 to the impulse response of the first and second HP filters 43 and 44 specify.
Das erste Schaltelement 40 schaltet den Übertragungspfad wechselweise zu dem ersten Puffer 41 und zu dem zweiten Puffer 42, so daß aufeinanderfolgend übertragene Datensymbole 50a, 51a und 52a wechselweise in dem ersten Puffer 41 und in dem zweiten Puffer 42 gespeichert werden. Wenn der Schalterzustand, der in 3 gezeigt ist, angenommen wird, wird das Datensymbol, das mittels der Bezugsziffer 50a in 4 bezeichnet ist, zusammen mit dem entsprechenden ersten Präfix 50b in dem ersten Puffer 41 gespeichert. Dann wird die Schalteinrichtung 40 zu dem zweiten Puffer 42 geschaltet und das folgende Symbol, nämlich das Symbol, das in 4 mittels der Bezugsziffer 51a angegeben ist, wird zusammen mit dem entsprechenden Präfix 51b in dem zweiten Puffer 42 gespeichert. Dann wird die erste Schalteinrichtung 40 zurück zu dem ersten Puffer 41 geschaltet und das im folgenden empfangene Datensymbol, nämlich das Datensymbol 52a in 4 wird zusammen mit dem entsprechenden ersten Präfix 52b in dem ersten Puffer 41 gespeichert.The first switching element 40 Switches the transmission path alternately to the first buffer 41 and to the second buffer 42 such that successively transmitted data symbols 50a . 51a and 52a alternately in the first buffer 41 and in the second buffer 42 get saved. When the switch state in 3 is assumed, the data symbol represented by the reference numeral 50a in 4 is designated, together with the corresponding first prefix 50b in the first buffer 41 saved. Then the switching device 40 to the second buffer 42 switched and the following symbol, namely the symbol that is in 4 by the reference number 51a is specified together with the corresponding prefix 51b in the second buffer 42 saved. Then the first switching device 40 back to the first buffer 41 and the subsequently received data symbol, namely the data symbol 52a in 4 gets along with the corresponding first prefix 52b in the first buffer 41 saved.
Dann erzeugt die Einrichtung 33 zum Erzeugen eines zweiten Präfixes ein zweites Präfix 54, 55 in der gleichen Art und Weise, wie mit Verweis auf 1 beschrieben worden ist, für die ersten Präfixe 50b, 51b und 52b, die in dem ersten und dem zweiten Puffer 41 und 42 gespeichert sind.Then the device generates 33 to generate a second prefix, a second prefix 54 . 55 in the same way as with reference to 1 has been described for the first prefixes 50b . 51b and 52b which are in the first and second buffers 41 and 42 are stored.
Die Ersetzungseinrichtung 34 ersetzt die ersten Präfixe 50b, 51b und 52b in dem ersten und zweiten Puffer 41 und 42 mittels des zweiten Präfixes 54, 55. Es ist darauf hinzuweisen, daß, wie schon mit Verweis auf 1 beschrieben worden ist, die Ersetzungseinrichtung 34 ebenso ausgestaltet sein kann, die ersten Präfixe 50b, 51b und 52b mittels Einfügen der beiden Präfixe 54 und 55 in die ersten Präfixe 50b, 51b und 52b zu verlängern, oder die zweiten Präfixe 54, 55 zu dem entsprechenden ersten Präfix 50b, 51b und 52b hinzuzufügen.The replacement device 34 replaces the first prefixes 50b . 51b and 52b in the first and second buffers 41 and 42 by means of the second prefix 54 . 55 , It should be noted that, as already with reference to 1 has been described, the replacement device 34 can also be configured, the first prefixes 50b . 51b and 52b by inserting the two prefixes 54 and 55 in the first prefixes 50b . 51b and 52b to extend, or the second prefixes 54 . 55 to the corresponding first prefix 50b . 51b and 52b add.
Wie in Zeile 2 von 4 gezeigt, wird das Datensymbol 50a in den ersten HP-Filter 43 mit einem zweiten (oder verlängerten) Präfix 54 (ECP) davor eingegeben. Das erste Präfix 50b ist durch das zweite Präfix 54 ersetzt worden. Es ist nochmals darauf hinzuweisen, daß im Kontext der vorliegenden Erfindung der Ausdruck ”ersetzen” breit als eine geeignete Änderung des Präfixes zu verstehen ist. Dieser Ausdruck bedeutet nicht, daß das erste Präfix komplett zu entfernen ist, da die Ersetzung auch einfach in einer Verlängerung des ersten Präfixes bestehen kann, wie obenstehend angedeutet worden ist. Natürlich ist es aber auch möglich, daß das erste Präfix komplett entfernt wird, bevor ein neues Präfix hinzugefügt wird.As in line 2 of 4 shown, becomes the data icon 50a in the first HP filter 43 with a second (or extended) prefix 54 (ECP) entered before. The first prefix 50b is by the second prefix 54 been replaced. Again, it should be understood that in the context of the present invention, the term "replace" is broadly understood to mean a suitable change in the prefix. This expression does not mean that the first prefix is to be completely removed, since the replacement may simply consist in an extension of the first prefix, as indicated above. Of course, it is also possible that the first prefix is completely removed before a new prefix is added.
Wie mittels des schraffierten Abschnitts in dem Datensymbol 0, das mit der Bezugsziffer 50a bezeichnet ist, und des schraffierten Abschnitts des zweiten Präfixes 54 angedeutet ist, wird ein Teil des Datensymbols 0 als das zweite Präfix 54 verwendet.As by means of the hatched section in the data symbol 0, the reference numeral 50a and the hatched portion of the second prefix 54 is indicated, part of the data symbol 0 becomes the second prefix 54 used.
Wie mittels der Impulsantwort der HP-Filter HP 0 und HP 1 (Bezugsziffern 43 und 44 in 3) gezeigt wird, die durch die Amplituden-Zeitdiagramme 53 dargestellt wird, ist das zweite Präfix lang genug, um sicherzustellen, daß die Transienten oder Einschwingvorgänge des HP-Filters HP 0 ausgeklungen sind, bevor das Datensymbol 50a in den HP-Filter HP 0 eingegeben wird.As with the impulse response of the HP filters HP 0 and HP 1 (reference numerals 43 and 44 in 3 ) is shown by the amplitude-time diagrams 53 is shown, the second prefix is long enough to ensure that the transients or transients of HP filter HP 0 have faded before the data symbol 50a in the HP filter HP 0 is entered.
Wie in Zeile 3 von 4 gezeigt ist, wird das zweite Symbol 1, das die Bezugsziffer 51a trägt, in den zweiten HP-Filter HP 1 eingegeben, der die Bezugsziffer 44 trägt.As in line 3 of 4 is shown, the second symbol 1, which is the reference numeral 51a carries, entered in the second HP filter HP 1, the reference numeral 44 wearing.
Wie mittels der schraffierten Abschnitte in dem Datensymbol 51a und dem zweiten Präfix 55 vor dem Datensymbol 51a gezeigt ist, werden Abschnitte des Datensymbols 51a als das zweite Präfix 55 verwendet.As with the hatched sections in the data symbol 51a and the second prefix 55 in front of the data symbol 51a shown are sections of the data symbol 51a as the second prefix 55 used.
Indem die HP-Filter HP 0 und HP 1 wechselweise mittels der zweiten Schalteinrichtung 45 mit einem Decoder (nicht dargestellt) verbunden werden, werden die Datensymbole 50a und 51a aufeinanderfolgend in den Decoder (nicht dargestellt) eingegeben und können in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Modulationsschema weiterverarbeitet werden.By the HP filters HP 0 and HP 1 alternately by means of the second switching device 45 connected to a decoder (not shown), the data symbols become 50a and 51a successively input to the decoder (not shown) and can be further processed in accordance with the corresponding modulation scheme.
5a zeigt ein Beispiel eines HP-Filters, der als HP-Filter HP 0 und HP 1 in 3 (Bezugsziffern 43 und 44) oder als Filter 35 in 1 verwendet werden kann. Um die Darstellung und Erläuterung nicht unnötigerweise zu komplizieren, weist dieser HP-Filter eine niedrige Ordnung auf. Jedoch ist es für den Fachmann offensichtlich, daß HP-Filter mit einer höheren Ordnung verwendet werden können, um die Filtereigenschaften besser an den Übertragungspfad anzupassen. 5a shows an example of an HP filter used as HP filter HP 0 and HP 1 in 3 (Reference numerals 43 and 44 ) or as a filter 35 in 1 can be used. In order not to unnecessarily complicate the presentation and explanation, this HP- Filter a low order. However, it will be apparent to those skilled in the art that higher order HP filters can be used to better match the filter characteristics to the transmission path.
Der Hochpaßfilter, der in 5a gezeigt ist, umfaßt einen ersten Filterabschnitt, der mittels eines FIR-Filters 60 gebildet wird, und einen zweiten Filterabschnitt, der mittels eines IIR-Filters 61 gebildet wird. Der FIR-Filter 60 und der IIR-Filter 61 sind in Serie miteinander verbunden.The high pass filter, which in 5a is shown, comprises a first filter section, which by means of an FIR filter 60 is formed, and a second filter section, which by means of an IIR filter 61 is formed. The FIR filter 60 and the IIR filter 61 are connected in series.
Der Eingang des FIR-Filters 60 ist mit einem ersten Ein-Sample-Verzögerungselement 62, das um einen Sample (oder um eine Abtastung) verzögert, verbunden. Der Ausgang des ersten Ein-Sample-Verzögerungselements 62 ist mit dem Eingang eines zweiten Ein-Sample-Verzögerungselements 63 verbunden. Der Eingang des FIR-Filters 60 wird des weiteren mittels eines ersten Multiplizierers 64 mit einem Koeffizienten a0 multipliziert und mittels eines ersten Addierers 66 zu dem Ausgang des ersten Ein-Sample-Verzögerungselements 62 hinzuaddiert, der mittels eines zweiten Multiplizierers 65 mit einem Koeffizienten a1 multipliziert worden ist. Der Ausgang des ersten Addierers 66 wird mittels eines zweiten Addierers 68 zu dem Ausgang des zweiten Ein-Sample-Verzögerungselementsw 63 hinzuaddiert, der mittels eines dritten Multiplizierers 67 mit einem Koeffizienten a2 multipliziert worden ist. Das erste und das zweite Ein-Sample-Verzögerungselement 62 und 63, der erste, der zweite und der dritte Multiplizierer 64, 65 und 67 und der erste und der zweite Addierer 66 und 68 bilden den FIR-Filter 60.The input of the FIR filter 60 is with a first one-sample delay element 62 which delays by one sample (or one sample). The output of the first one-sample delay element 62 is at the input of a second one-sample delay element 63 connected. The input of the FIR filter 60 is further by means of a first multiplier 64 multiplied by a coefficient a 0 and by means of a first adder 66 to the output of the first one-sample delay element 62 added by means of a second multiplier 65 has been multiplied by a coefficient a 1 . The output of the first adder 66 is by means of a second adder 68 to the output of the second one-sample delay element w 63 added by means of a third multiplier 67 has been multiplied by a coefficient a 2 . The first and second one-sample delay elements 62 and 63 , the first, second and third multipliers 64 . 65 and 67 and the first and second adders 66 and 68 form the FIR filter 60 ,
Der Ausgang des FIR-Filters 60, nämlich der Ausgang des Addierers 68, wird in einen dritten Addierer 69 eingegeben, dessen Ausgang der Ausgang des IIR-Filters 6 ist und dessen Ausgang ferner in ein drittes Ein-Sample-Verzögerungselement 70 eingegeben wird. Der Ausgang des dritten Ein-Sample-Verzögerungselements wird in ein viertes Ein-Sample-Verzögerungselement 71 eingegeben. Die Ausgänge des dritten Ein-Sample-Verzögerungselements 70 und des vierten Ein-Sample-Verzögerungselements 71 werden ferner jeweils mittels eines vierten Multiplizierers 72 und eines fünften Multiplizierers 73 mit Koeffizienten a3 und a4 multipliziert und dann mittels eines vierten Addierers 74 addiert. Der Ausgang des vierten Addierers 74 wird dann zu dem Ausgang des FIR-Filters 60 mittels des dritten Addierers 69 hinzugefügt.The output of the FIR filter 60 namely the output of the adder 68 , becomes a third adder 69 whose output is the output of the IIR filter 6 and whose output is further in a third one-sample delay element 70 is entered. The output of the third one-sample delay element becomes a fourth one-sample delay element 71 entered. The outputs of the third one-sample delay element 70 and the fourth one-sample delay element 71 are each further by means of a fourth multiplier 72 and a fifth multiplier 73 multiplied by coefficients a 3 and a 4 and then by means of a fourth adder 74 added. The output of the fourth adder 74 then becomes the output of the FIR filter 60 by means of the third adder 69 added.
Das dritte und das vierte Ein-Sample-Verzögerungselement 70 und 71, der vierte und der fünfte Multiplizierer 72 und 73 und der dritte und der vierte Addierer 69 und 74 bilden den IIR-Filter 61.The third and fourth one-sample delay elements 70 and 71 , the fourth and the fifth multiplier 72 and 73 and the third and fourth adders 69 and 74 make up the IIR filter 61 ,
Der FIR-Filter 60 kann mittels der folgenden Gleichung beschrieben werden, wobei n der Zeitindex ist, x(n) der Eingang des Filters und y(n) der Ausgang. y(n) = a0x(n) + a1x(n – 1) + a2x(n – 2); The FIR filter 60 can be described by the following equation, where n is the time index, x (n) is the input of the filter, and y (n) is the output. y (n) = a 0 x (n) + a 1 x (n - 1) + a 2 x (n - 2);
Der IIR-Filter 61 kann mittels der folgenden Gleichung beschrieben werden, wobei n der Zeitindex ist, y(n) der Eingang des Filters und v(n) der Ausgang. v(n) = y(n) + a3v(n – 1) + a4v(n – 2); The IIR filter 61 can be described by the following equation, where n is the time index, y (n) is the input of the filter, and v (n) is the output. v (n) = y (n) + a 3 v (n - 1) + a 4 v (n - 2);
Die Gesamtimpulsantwort des in 5 gezeigten Hochpaßfilters wird mittels Faltung der obigen beiden Gleichungen erhalten. Dementsprechend ist die Gesamtimpulsantwort länger als jede der einzelnen Impulsantworten des FIR- und des IIR-Filters, die mittels der obigen Gleichungen angegeben sind.The total impulse response of the in 5 The high-pass filter shown is obtained by convolution of the above two equations. Accordingly, the total impulse response is longer than each of the individual impulse responses of the FIR and IIR filters given by the above equations.
5b zeigt die Frequenzantwort des FIR-Filters 60 und 5c zeigt die Frequenzantwort des IIR-Filters 61. Die Gesamtfrequenzantwort des HP-Filters, der in 5a gezeigt ist, ist in 5d gezeigt. 5b shows the frequency response of the FIR filter 60 and 5c shows the frequency response of the IIR filter 61 , The overall frequency response of the HP filter used in 5a is shown in is 5d shown.
Wie aus den 5a bis 5d ersichtlich ist, ist der FIR-Filter 60 ein nicht-rekursiver Filter, der Nullstellen in die Übertragungsfunktion des HP-Filters, der in 5a gezeigt ist, einfügt und die niedrigen Frequenzen dämpft. Die Impulsantwort davon ist endlich oder finit.Like from the 5a to 5d is apparent, is the FIR filter 60 a non-recursive filter that zeroes into the transfer function of the HP filter used in 5a is shown, inserts and attenuates the low frequencies. The impulse response is finite or finite.
Der IIR-Filter 61 ist rekursiv und fügt Pole in die Übertragungsfunktion des HP-Filters, der in 5a gezeigt ist, ein und kompensiert in dieser Anordnung die Frequenzantwort des FIR-Filters 60 und glättet die Frequenzantwort in dem Durchlaßband. Die Impulsantwort des IIR-Filters ist nicht-endlich oder infinit.The IIR filter 61 is recursive and adds poles to the transfer function of the HP filter that is in 5a is shown and compensates in this arrangement the frequency response of the FIR filter 60 and smooth the frequency response in the passband. The impulse response of the IIR filter is not finite or infinite.
Wenn der in 5a gezeigte HP-Filter als ein digitaler Filter realisiert wird, können der FIR-Filter 60 und der IIR-Filter 61 getrennt werden.If the in 5a shown HP filter is implemented as a digital filter, the FIR filter 60 and the IIR filter 61 be separated.
6 zeigt eine dritte Ausführungsform des Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung, der einen HP-Filter mit einem rekursiven und einem nicht-rekursiven Filterabschnitt verwendet, beispielsweise den mit Verweis auf die 5a bis 5d beschriebenen Filter. 6 shows a third embodiment of the receiver according to the present invention, which uses an HP filter with a recursive and a non-recursive filter section, for example, with reference to the 5a to 5d described filter.
6 zeigt eine dritte Ausführungsform des Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung, der den gleichen Aufbau wie der Empfänger gemäß der zweiten Ausführungsform, der mit Verweis auf 3 beschrieben worden ist, aufweist, außer daß die HP-Filter HP 0 und HP 1, die in 3 mit den Bezugsziffern 43 und 44 bezeichnet worden sind, durch einen HP-Filter mit zwei Filterabschnitten ersetzt worden sind, nämlich einem rekursiven Filterabschnitt und einem nicht-rekursiven Filterabschnitt. Dieser HP-Filter wird abhängig von dem Schaltzustand des ersten Schaltelements 40 von einem ersten Filterabschnitt HP FIR, der mit der Bezugsziffer 80 bezeichnet ist, der bezüglich des Übertragungspfads vor der Einsetzungseinrichtung 34 angeordnet ist, und einem der zweiten Filterabschnitte HP IIR 0 und HP IIR 1 gebildet, die mit den Bezugsziffern 81 und 82 bezeichnet sind, die hinter der Ersetzungseinrichtung 34 angeordnet sind. 6 shows a third embodiment of the receiver according to the present invention, which has the same construction as the receiver according to the second embodiment, with reference to 3 except that the HP filters HP 0 and HP 1, which are described in U.S. Pat 3 with the reference numbers 43 and 44 have been replaced by an HP filter with two filter sections are, namely a recursive filter section and a non-recursive filter section. This HP filter becomes dependent on the switching state of the first switching element 40 from a first filter section HP FIR, identified by the reference numeral 80 designated with respect to the transmission path before the insertion device 34 is arranged, and one of the second filter sections HP IIR 0 and HP IIR 1 formed by the reference numerals 81 and 82 are designated behind the replacement device 34 are arranged.
In 6 ist der erste Filterabschnitt 80 (HP FIR) vor dem ersten Schaltelement 40 angeordnet und mit dem Übertragungspfad 30 verbunden. Dadurch wird dieser erste Filterabschnitt 80 (HP FIR) für beide zweite Filterabschnitte 81 und 82 (HP IIR 0, HP IIR 1) verwendet, um jeweils einen HP-Filter mit einer Durchlaßcharakteristik dergestalt zu bilden, daß das Signal, das die Vielzahl von Datensymbolen mit jeweils einem Präfix vor jedem Datensymbol umfaßt, durchgelassen wird.In 6 is the first filter section 80 (HP FIR) before the first switching element 40 arranged and with the transmission path 30 connected. As a result, this first filter section 80 (HP FIR) for both second filter sections 81 and 82 (HP IIR 0, HP IIR 1) is used to form each HP filter having a pass characteristic such that the signal comprising the plurality of data symbols each having a prefix before each data symbol is passed.
Der erste Filterabschnitt 80 (HP FIR) ist ein nicht-rekursiver Filter, wie beispielsweise der Filter, der mit Bezugsziffer 60 in 5a bezeichnet ist, und weist eine endliche Impulsantwort auf. Die zweiten Filterabschnitte 81 und 82 (HP IIR 0 und HP IIR 1) sind rekursive Filter, wie beispielsweise der Filter, der mit Bezugsziffer 61 in der 5a bezeichnet worden ist, und weisen jeweils eine nicht-endliche Impulsantwort auf.The first filter section 80 (HP FIR) is a non-recursive filter, such as the filter denoted by reference numeral 60 in 5a is designated, and has a finite impulse response. The second filter sections 81 and 82 (HP IIR 0 and HP IIR 1) are recursive filters, such as the filter by reference numeral 61 in the 5a has been designated, and each have a non-finite impulse response.
Der erste Filterabschnitt 80 (HP FIR) filtert nicht-periodische, niederfrequente Störungen aus dem Signal, das über den Übertragungspfad 30 empfangen wird. Die zweiten Filterabschnitte 81 und 82 (HP IIR 0 und HP IIR 1) kompensieren jeweils die Frequenzantwort des ersten Filterabschnitts 80 (HP FIR) und glätten jeweils die Frequenzantwort des gesamten HP-Filters (der jeweils mittels HP FIR und HP IIR 0 oder HP FIR und HP IIR 1 gebildet wird) in dem Durchlaßband.The first filter section 80 (HP FIR) filters non-periodic, low-frequency interference from the signal transmitted through the transmission path 30 Will be received. The second filter sections 81 and 82 (HP IIR 0 and HP IIR 1) each compensate for the frequency response of the first filter section 80 (HP FIR) and each smooth the frequency response of the entire HP filter (formed by HP FIR and HP IIR 0 or HP FIR and HP IIR 1, respectively) in the passband.
Durch diese Anordnung kann eine ungewünschte niederfrequente Störung des Telefon- oder ISDN-Services von dem Signal getrennt werden, das die Datensymbole enthält.By this arrangement, an unwanted low-frequency interference of the telephone or ISDN services can be separated from the signal containing the data symbols.
7 zeigt eine vierte Ausführungsform des Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist einen Aufbau gleich dem Empfänger der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf, der mit Verweis auf 6 beschrieben worden ist, außer daß das zweite Schaltelement 45 zwischen den Ausgängen des ersten Puffers 41 und des zweiten Puffers 42 angeordnet ist, um die Ausgänge wechselweise zu einem zweiten Filterabschnitt 83 (HP IIR) zu schalten. Der Ausgang des zweiten Filterabschnitts 83 ist mit einem Decoder (nicht dargestellt) verbunden, der in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Modulationsschema ausgebildet ist. 7 shows a fourth embodiment of the receiver according to the present invention. The receiver according to the fourth embodiment of the present invention has a structure similar to the receiver of the third embodiment of the present invention, with reference to FIG 6 has been described except that the second switching element 45 between the outputs of the first buffer 41 and the second buffer 42 is arranged to the outputs alternately to a second filter section 83 (HP IIR). The output of the second filter section 83 is connected to a decoder (not shown) formed in accordance with the corresponding modulation scheme.
Die zweite Schalteinrichtung 45 ist ausgestaltet, um den ersten und den zweiten Puffer 41 und 42 wechselweise mit dem zweiten Filterabschnitt 83 (HP IIR) zu verbinden. Durch diese Anordnung ist nur ein zweiter Filterabschnitt 83 (HP IIR) erforderlich, wodurch die Komplexität des Empfängers und dessen Herstellungskosten verringert werden.The second switching device 45 is configured to the first and the second buffer 41 and 42 alternately with the second filter section 83 (HP IIR) to connect. By this arrangement is only a second filter section 83 (HP IIR), thereby reducing the complexity of the receiver and its manufacturing cost.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die erste Schalteinrichtung 40 und die zweite Schalteinrichtung 45 ein Schalten mit einer gewissen Frequenz ausführen, die mit der Frequenz der Datensymbole in dem empfangenen Signal übereinstimmt, wenn die Datensignale, die in dem empfangenen Signal enthalten sind, periodisch sind. Wenn die Datensymbole nicht periodisch sind, wird die Schalteinrichtung mittels einer Datensymbol-Erfassungseinrichtung (nicht dargestellt) gesteuert. Diese Datensymbol-Erfassungseinrichtung erfaßt die Datensymbole oder die ersten Präfixe vor den Datensymbolen in dem empfangenen Signal und steuert das Schalten der ersten und zweiten Schalteinrichtungen 40 und 35 dergestalt, daß das Schalten wechselweise nach jedem Datensymbol ausgeführt wird.It should be noted that the first switching device 40 and the second switching device 45 perform switching at a certain frequency that matches the frequency of the data symbols in the received signal when the data signals contained in the received signal are periodic. If the data symbols are not periodic, the switching device is controlled by a data symbol detector (not shown). This data symbol detecting means detects the data symbols or the first prefixes before the data symbols in the received signal and controls the switching of the first and second switching means 40 and 35 such that switching is performed alternately after each data symbol.
8 zeigt eine Ausführungsform eines Modems gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses Modem ist ausgestaltet, um ein Signal über einen Übertragungspfad 30 zu senden und zu empfangen. Das gesendete oder empfangene Signal umfaßt eine Vielzahl von Datensymbolen, die aufeinanderfolgend übertragen werden. Vor jedem der Datensymbole ist ein erstes Präfix, um eine Störung zwischen aufeinanderfolgend übertragenen Datensymbolen zu verhindern, die durch Transienten oder Einschwingvorgänge des Übertragungspfads 30 verursacht werden. Dieses Signal verwendet in bevorzugter Art und Weise ein erstes Frequenzband, das sich von einem zweiten Frequenzband unterscheidet, das von anderen Signalen verwendet wird, die gleichzeitig über den Übertragungspfad 30 übertragen werden. Bei einem Hochgeschwindigkeits-xDSL-System, wie es in der Einleitung der vorliegenden Anmeldung beschrieben worden ist, wird dieses Signal in einem Frequenzband übertragen, das von 300 kHz bis zu 10 MHz reicht, und die anderen Signale, wie beispielsweise ein Telefon- oder ISDN-Service werden in einem Frequenzband übertragen, das sich von 0 bis 3 kHz (POTS) oder 0 bis 160 kHz (ISDN) erstreckt. 8th shows an embodiment of a modem according to the present invention. This modem is designed to receive a signal over a transmission path 30 to send and receive. The transmitted or received signal comprises a plurality of data symbols which are successively transmitted. Before each of the data symbols is a first prefix to prevent interference between successively transmitted data symbols caused by transients or transients of the transmission path 30 caused. This signal preferably uses a first frequency band different from a second frequency band used by other signals simultaneously through the transmission path 30 be transmitted. In a high-speed xDSL system, as described in the preamble of the present application, this signal is transmitted in a frequency band ranging from 300 kHz to 10 MHz and the other signals, such as a telephone or ISDN Services are transmitted in a frequency band ranging from 0 to 3 kHz (POTS) or 0 to 160 kHz (ISDN).
In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß das in 8 gezeigte Modem ein DMT xDSL-Modem ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß – wie für den Fachmann offensichtlich – die vorliegende Erfindung ebenso auf andere Übertragungssysteme angewendet werden kann, worin ein Signal über einen Übertragungspfad gesendet wird, das aufeinanderfolgend übertragene Datensignale umfaßt.In the following description, it is assumed that the in 8th Modem shown is a DMT xDSL modem. It should be understood, however, that as will be apparent to those skilled in the art, the present invention is equally applicable to others Transmission systems can be applied, wherein a signal is transmitted over a transmission path comprising successively transmitted data signals.
Die Bezugsziffer 90 in 8 bezeichnet eine IFFT(Inverse Fast Fourier Transformation)-Transformationseinrichtung, die ein Set oder einen Satz von modulierten Trägern von einem Encoder vom Frequenzbereich in den Zeitbereich transformiert. Dieses kombinierte bzw. zusammengefügte Set aus modulierten Trägern ist ein Datensymbol und wird im Fall eines DMT xDSL-Modems als DMT-Symbol bezeichnet. Eine erste Präfix-Hinzufügungseinrichtung 91 ist vorgesehen, um ein erstes Präfix mit einer Länge entsprechend der Impulsantwort des Übertragungspfads 30 zu jedem der Datensymbole hinzuzufügen, um zu verhindern, daß sich aufeinanderfolgend übertragene Datensymbole beeinflussen, und um zu verhindern, daß sich aufeinanderfolgend übertragene Datensymbole aufgrund von Einschwingvorgängen oder Transienten des Übertragungspfads 30 stören.The reference number 90 in 8th denotes an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) transform means which transforms a set or set of modulated carriers from an encoder from the frequency domain to the time domain. This composite set of modulated carriers is a data symbol and is called a DMT symbol in the case of a DMT xDSL modem. A first prefix addition device 91 is provided to provide a first prefix having a length corresponding to the impulse response of the transmission path 30 to add to each of the data symbols to prevent successive transmitted data symbols from affecting each other and to prevent successive transmitted data symbols due to transients or transients of the transmission path 30 to disturb.
Ein Parallel-zu-Seriell-Wandler 92 ist mit dem Ausgang der Präfix-Hinzufügungseinrichtung 90 verbunden und erzeugt einen seriellen Datenstrom, in dem er aufeinanderfolgende Datensymbole hintereinander anordnet. Die hintereinander angeordneten Datensymbole werden dann mittels eines Digital-zu-Analog-Wandlers 93, der mit einem Ausgang des Parallel-zu-Seriell-Wandlers 92 verbunden ist, in ein analoges Signal umgewandelt. Das somit erzeugte Signal wird dann über die Schalteinrichtung 94 an den Übertragungspfad 30 ausgegeben.A parallel-to-serial converter 92 is with the output of the prefix addition device 90 connected and generates a serial data stream in which it arranges successive data symbols in a row. The data symbols arranged one behind the other are then converted by means of a digital-to-analogue converter 93 that is connected to an output of the parallel-to-serial converter 92 connected, converted into an analog signal. The signal thus generated is then via the switching device 94 to the transmission path 30 output.
Optional kann ein digitaler HP-Filter (nicht dargestellt) zwischen dem Parallel-zu-Seriell-Wandler 92 und dem Digital-zu-Analog-Wandler 93 vorgesehen werden, und ein analoger HP-Filter kann optional zwischen dem Digital-zu-Analog-Wandler 93 und der Schalteinrichtung 94 vorgesehen werden, um Störungen aus dem Signal zu filtern, das an den Übertragungspfad 30 ausgegeben wird.Optionally, an HP digital filter (not shown) may be connected between the parallel-to-serial converter 92 and the digital-to-analog converter 93 can be provided, and an analog HP filter can optionally between the digital-to-analog converter 93 and the switching device 94 be provided to filter interference from the signal that is sent to the transmission path 30 is issued.
Die Schalteinrichtung 94 verbindet den Sendezweig des Modems, der die IFFT-Transformationseinrichtung 90 umfaßt, die Präfix-Hinzufügungseinrichtung 91, den Parallel-zu-Seriell-Wandler 92 und den Digital-zu-Analog-Wandler 93 zu dem Übertragungspfad 30, wenn ein Signal von dem Encoder zu dem Übertragungspfad 30 zu senden ist, und verbindet den Übertragungspfad 30 mit einem Empfangszweig des Modems, der im folgenden unter der Annahme beschrieben wird, daß ein Signal von einer Senderseite (nicht dargestellt) zu dem Modem gesendet wird.The switching device 94 connects the transmission branch of the modem, which the IFFT transformation device 90 includes, the prefix addition means 91 , the parallel-to-serial converter 92 and the digital-to-analog converter 93 to the transmission path 30 when a signal from the encoder to the transmission path 30 is to be sent, and connects the transmission path 30 with a receiving branch of the modem, which will be described below on the assumption that a signal is transmitted from a transmitter side (not shown) to the modem.
Wenn ein Signal, das eine Vielzahl von Datensymbolen enthält, über den Übertragungspfad empfangen wird, verbindet die Schalteinrichtung 94 den Übertragungspfad 30 mit dem Empfangszweig des Modems. Das empfangene Analogsignal wird zuerst mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers 95 digitalisiert und dann in einen Zeitbereichsentzerrer 96 eingegeben, der die empfangenen Datensymbole digital filtert, um eine Zwischensymbolstörung oder Zwischensymbolinterferenz des Übertragungspfads 30 zu kompensieren.When a signal containing a plurality of data symbols is received via the transmission path, the switching device connects 94 the transmission path 30 with the reception branch of the modem. The received analog signal is first by means of an analog-to-digital converter 95 digitized and then into a time domain equalizer 96 which digitally filters the received data symbols to detect intersymbol interference or intersymbol interference of the transmission path 30 to compensate.
Ein erster HP-Filter 97 ist mit dem Ausgang des Zeitbereichsentzerrers 96 verbunden, um niederfrequente Störungen von dem empfangenen Signal zu entfernen, die, verglichen mit der Datensymbollänge, nicht-periodisch sind. Dieser erste HP-Filter 97 ist in bevorzugter Weise ein nicht-rekursiver HP-Filter mit einer endlichen Impulsantwort. Dieser erste HP-Filter 97 bildet zusammen mit einem zweiten HP-Filter 101, der ein rekursiver Filter mit einer nicht-endlichen Impulsantwort ist, ein HP-Filtersystem. Der nicht-rekursive HP-Filter 97 fügt Nullstellen in die Übertragungsfunktion des HP-Filtersystems ein und dämpft die niedrigen Frequenzen. Der rekursive HP-Filter 101 fügt Polstellen in die Übertragungsfunktion des HP-Filtersystems ein und kompensiert die Frequenzantwort des ersten HP-Filters 97.A first HP filter 97 is with the output of the time domain equalizer 96 to remove low frequency noise from the received signal, which are non-periodic compared to the data symbol length. This first HP filter 97 is preferably a non-recursive HP filter with a finite impulse response. This first HP filter 97 forms together with a second HP filter 101 , which is a recursive filter with a non-finite impulse response, is an HP filter system. The non-recursive HP filter 97 inserts zeros into the transfer function of the HP filter system and attenuates the low frequencies. The recursive HP filter 101 inserts poles into the transfer function of the HP filter system and compensates for the frequency response of the first HP filter 97 ,
In bevorzugter Art und Weise wird der FIR-Filter 60, der mit Verweis auf 5a beschrieben worden ist, als erster HP-Filter 97 verwendet und der IIR-Filter 61, der mit Verweis auf 5a beschrieben worden ist, als der zweite HP-Filter 101.In a preferred manner, the FIR filter 60 who with reference to 5a has been described as the first HP filter 97 used and the IIR filter 61 who with reference to 5a has been described as the second HP filter 101 ,
Der Ausgang des ersten HP-Filters 97 wird in eine Puffereinrichtung 98 eingegeben, um das empfangene Signal zu puffern. Dann erzeugt eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Präfixes 99 ein zweites Präfix, das eine Länge aufweist, die länger als die des entsprechenden ersten Präfixes vor jedem der Datensymbole ist.The output of the first HP filter 97 gets into a buffer device 98 entered to buffer the received signal. Then generates a means for generating a second prefix 99 a second prefix having a length longer than that of the corresponding first prefix before each of the data symbols.
Das zweite Präfix wird in bevorzugter Art und Weise mit einer Länge dergestalt in Übereinstimmung mit einem Parameter erzeugt, der von der Impulsantwort des Filtersystems abgeleitet wird, das mittels des ersten HP-Filters 97 und des zweiten HP-Filters 101 gebildet wird, daß eine Störung oder Beeinflussung von aufeinanderfolgend übertragenen Datensymbolen des empfangenen Signals verhindert wird, die durch Einschwingvorgänge oder Transienten des Filtersystems bewirkt wird. Dieser Parameter kann – wie schon mit Verweis auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist – die Zeit betreffen, bis sich die Amplitude der Impulsantwort des Filtersystems bis zu einem gewissen Schwellwert verringert hat, nachdem ein Dirac-Impuls in das Filtersystem eingegeben worden ist, oder eine Dämpfung von beispielsweise 40 dB aufweist. Dieser Parameter kann ebenso einen Zeitpunkt (oder Zeitperiode) nach der Eingabe des Datensymbols betreffen, nachdem die Transienten oder Einschwingvorgänge, die durch das Datensymbol verursacht werden, keinen negativen Effekt mehr auf das im folgenden eingegebene Datensymbol haben.The second prefix is preferably generated with a length such as in accordance with a parameter derived from the impulse response of the filter system obtained by the first HP filter 97 and the second HP filter 101 is formed so that interference or interference with successively transmitted data symbols of the received signal is prevented, which is caused by transients or transients of the filter system. As already described with reference to the first embodiment, this parameter can relate to the time until the amplitude of the impulse response of the filter system has decreased to a certain threshold value after a Dirac pulse has been input to the filter system, or one Attenuation of, for example, 40 dB. This parameter may also refer to a time (or time period) after the input of the data symbol, after the transients or transients caused by the data symbol no longer have any negative effect on the subsequently entered data symbol.
Die Impulsantwort ist die Ausgang-Zeitfunktion des entsprechenden Systems (in diesem Fall des Filtersystems), in das ein Dirac-Impuls (oder Einheitsimpuls) zu dem Zeitpunkt t = 0 eingegeben wird, wobei der Dirac-Impuls ein Impulsintegral von 1 aufweist.The impulse response is the output time function of the corresponding system (in this case, the filter system) into which a Dirac pulse (or unit pulse) is input at time t = 0, the Dirac pulse having a pulse integral of one.
Eine Ersetzungseinrichtung 100 zum Ersetzen des ersten Präfixes durch das zweite Präfix, das in der Einrichtung 99 zum Erzeugen eines zweiten Präfixes erzeugt worden ist, ersetzt jeweils das erste Präfix vor dem Datensymbol durch ein zweites Präfix.A replacement device 100 to replace the first prefix with the second prefix in the device 99 to generate a second prefix, replaces the first prefix in front of the data symbol with a second prefix.
Der Ausgang der Ersetzungseinrichtung 100 wird in den zweiten HP-Filter 101 eingegeben. Der Ausgang des zweiten HP-Filters 101 wird in einen Seriell-zu-Parallel-Wandler 102 eingegeben, der weiter ausgestaltet sein kann, das entsprechende zweite Präfix von den Datensymbolen zu entfernen. Die Ausgabe des Seriell-zu-Parallel-Wandlers 102 wird dann in eine FFT(Fast Fourier Transformation)-Transformationseinrichtung 103 eingegeben, die die Datensymbole, die dann zu einem geeigneten Decoder ausgegeben werden, von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich transformiert.The output of the replacement device 100 will be in the second HP filter 101 entered. The output of the second HP filter 101 becomes a serial-to-parallel converter 102 which may be further configured to remove the corresponding second prefix from the data symbols. The output of the serial-to-parallel converter 102 is then transferred to an FFT (Fast Fourier Transform) transformer 103 which transforms the data symbols, which are then output to a suitable decoder, from the time domain to the frequency domain.
Optional kann der Empfangszweig des Modems ferner einen analogen Hochpaßfilter (nicht dargestellt) umfassen, der zwischen der Schalteinrichtung 94 und dem Digital-zu-Analog-Wandler 95 angeordnet ist, um Störungen aus dem empfangenen Signal zu entfernen.Optionally, the receiving branch of the modem may further comprise an analog high-pass filter (not shown) connected between the switching device 94 and the digital-to-analog converter 95 is arranged to remove interference from the received signal.
In einer Variante des Modems ist das Filtersystem, das durch den ersten HP-Filter 97 und dem zweiten HP-Filter 101 gebildet wird, durch einen einzelnen Filter ersetzt, wie beispielsweise durch einen Filter der Art des Filters 35, der mit Verweis auf die 1 und 2 beschrieben worden ist, der hinter der Ersetzungseinrichtung 100 angeordnet ist.In a variant of the modem, the filtering system is that through the first HP filter 97 and the second HP filter 101 is replaced by a single filter, such as a filter of the type of filter 35 who with reference to the 1 and 2 described behind the replacement device 100 is arranged.
In einer weiteren Variante umfaßt die Puffereinrichtung 98 einen ersten Pufferabschnitt und einen zweiten Pufferabschnitt gleich dem ersten Puffer 41 und dem zweiten Puffer 42, die mit Verweis auf die 3, 4, 6 und 7 beschrieben worden sind, und das Modem umfaßt ferner eine erste Pufferschalteinrichtung gleich der ersten Schalteinrichtung 40, die mit Verweis auf die 3, 4, 6 und 7 beschreiben worden ist. Dann umfaßt das Modem ferner eine zweite Pufferschalteinrichtung gleich der zweiten Schalteinrichtung 45, die mit Verweis auf die 3, 4, 6 und 7 beschreiben worden ist, die entweder vor dem zweiten HP-Filter 101 gleich der Anordnung, die in 7 gezeigt, angeordnet ist, oder hinter zwei HP-Filtern 101, ähnlich der Anordnung, die in 6 gezeigt ist, oder hinter zwei Hochpaßfiltern, wie beispielsweise den Hochpaßfiltern HP 0 und HP 1, die mit Verweis auf 3 beschreiben worden sind, wenn anstatt des ersten HP Filters 97 und des zweiten HP-Filters 101 einteilige Filter, wie die HP-Filter HP 0 und HP 1, verwendet werden, ähnlich wie in der Anordnung, die in 3 gezeigt ist.In a further variant, the buffer device comprises 98 a first buffer portion and a second buffer portion equal to the first buffer 41 and the second buffer 42 with reference to the 3 . 4 . 6 and 7 have been described, and the modem further comprises a first buffer switching means equal to the first switching means 40 with reference to the 3 . 4 . 6 and 7 has been described. Then, the modem further comprises a second buffer switching means equal to the second switching means 45 with reference to the 3 . 4 . 6 and 7 which has been described either before the second HP filter 101 same as the arrangement in 7 shown, or behind two HP filters 101 , similar to the arrangement in 6 or behind two high-pass filters, such as HP 0 and HP 1 high pass filters, with reference to FIG 3 have been described, if instead of the first HP filter 97 and the second HP filter 101 one-piece filters, such as HP filters HP 0 and HP 1, are used, similar to the arrangement used in 3 is shown.
Es ist darauf hinzuweisen, daß in anderen Ausführungsformen die obigen Merkmale in Kombination miteinander verwendet werden können.It should be understood that in other embodiments, the above features may be used in combination.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Verweis auf spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist darauf hinzuweisen, daß die oben angeführten Ausführungsformen und Beispiele lediglich zur Illustration und für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung angegeben worden sind, und keinesfalls mit der Intention, den Umfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken. Andere bzw. weitere Modifikationen sind für den Fachmann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung, der in den angefügten Ansprüchen definiert wird, abzuweichen, selbstverständlich möglich.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, it should be understood that the above embodiments and examples have been presented for purposes of illustration and understanding of the present invention only, and not by any means, the scope of the present invention limit. Other or further modifications are, of course, possible for the person skilled in the art, without departing from the scope of the present invention, which is defined in the appended claims.
Bezugszeichen sind für ein besseres Verständnis gedacht und nicht zur Einschränkung des Umfangs.Reference numerals are intended for better understanding and not to limit the scope.
